BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 AIR
Air sangat penting bagi kehidupan manusia dan fungsinya tidak dapat diganti dengan senyawa lain. Sesuai dengan fungsinya, air digunakan untuk
berbagai keperluan seperti: untuk minum, keperluan rumah tangga, keperluan industri, pertanian, pembangkit tenaga listrik, untuk sanitasi dan air untuk
transportasi baik di sungai maupun laut Wardhana, 2001. Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi
zat padat, air, atmosfer. Bumi dilingkupi air sebanyak 70 sedangkan sisanya 30 berupa daratan dilihat dari permukaan bumi. Udara mengandung uap air
sebanyak 15 di dalam atmosfer Gabriel, 2001. Volume air dalam tubuh manusia rata-rata 65 dari total berat badannya,
dan volume tersebut sangat bervariasi pada masing-masing orang. Bahkan juga bervariasi antara bagian-bagian tubuh seseorang. Beberapa organ tubuh manusia
yang mengandung banyak air, antara lain, otak 74,5, tulang 22, ginjal 82,7, otot 75,6 dan darah 83.
Setiap hari kurang lebih 2.272 liter darah dibersihkan oleh ginjal dan sekitar 2,3 liter diproduksi menjadi urin. Selebihnya diserap kembali masuk ke
aliran darah. Dalam kehidupan sehari-hari, air dipergunakan antara lain untuk keperluan minum, mandi, memasak, mencuci, membersihkan rumah, pelarut obat,
dan pembawa bahan buangan industri.sutrisno, 2004
Universitas Sumatera Utara
2.2 SUMBER-SUMBER AIR 2.2.1. Air Laut
Air laut mempunyai rasa asin, karena mengandung garan NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3. Dengan keadaan ini, maka air laut tak memenuhi
syarat untuk air minum.sutrisno,2004 Hampir 80 air yang berada di alam merupakan air laut. Air laut
menentukan iklim dan kehidupan di bumi. Kadar dan komponen unsur di dalam air laut ditentukan sejumlah reaksi kimia, fisika dan biologi yang terjadi di laut.
Gabriel, 2001
2.2.2. Air Atmosfir
Air di atmosfer tersedia dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari proses evaporasi penguapan, baik yang berasal dari laut, danau, sungai, tanah, bahkan
dari permukaan tubuh makhluk hidup atau permukaan daun tumbuhan. Namun yang paling utama berasal dari laut. Setelah itu uap-uap air ini akan terkumpul dan
membentuk awan. Pada saat awan-awan ini bergerak mengikuti pola angin, kelembapan udara menyebabkan suhu menjadi dingin selanjutnya uap-uap air
akan terkondensasi menjadi tetes-tetes air dan jatuh sebagai air hujan atau salju. http:rengkiik08.blogspot.com201101peranan-mikroorganisme-air
Dalam keadaan murni, air hujan sangat bersih, tetapi dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industridebu dan lain
sebagainya sehingga air hujan menjadi tercemar. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan
Universitas Sumatera Utara
jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran.
Selain itu air hujan juga mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa- pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat
terjadinya korosi karatan. Juga air hujan ini mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun. Sutrisno, 2004
2.2.3. Air Permukaan
Adalah air hujan yang turun kebumi dan mengalir dipermukaan sungai dan danau, dan sebagian air hujan diserap oleh tanah yang dapat muncul sebagai mata
air. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, pelapukan batang-batang kayu, daun-daun,
pencemaran industri kota dan sebagainya. Beberapa pencemaran ini, untuk masing-masing air permukaan akan
berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pencemarannya adalah merupakan pencemaran fisik, kimia dan bakteriologi.
Air permukaan ada 2 macam yakni a.
Air sungai b.
Air rawadanau.
2.2.3.1. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya
mempunyai derajat pencemaran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3.2. Air Danau atau Rawa
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk, Dengan adanya pembusukan kadar zat organis
tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi dan dalam keadaan kelarutan O
2
kurang sekali anaerob, maka unsur-unsur Fe dan Mn ini akan larut. Pada permukaan air akan tumbuh alga lumut karena adanya sinar matahari dan O
2
. Jadi untuk pengambilan air, sebaiknya pada kedalaman tertentu di tengah-
tengah agar endapan-endapan Fe dan Mn tidak terbawa, demikian pula dengan lumut yang ada pada permukaan rawatelaga.
2.2.4. Air Tanah
Menurut Sutrisno 2004, air tanah terbagi atas :
2.2.4.1. Air Tanah Dangkal
Terjadi karena adanya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan
jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia garam-garam yang terlarut karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk
masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah ini berfungsi sebagai saringan. Di samping penyaringan, pengotoran juga masih terus berlangsung, terutama pada
muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui lapisan rapat air, air akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah ini dimanfaatkan
untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
Universitas Sumatera Utara
2.2.4.2. Air Tanah Dalam
Terdapat sebuah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor
dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman biasanya antara 100-300 m akan didapatkan suatu lapis air.
Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan dalam keadaan ini, sumur ini disebut dengan sumur artetis. Jika air tak dapat
keluar dengan sendirinya, maka digunakanlah pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
2.2.4.3. Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam. Hampir tidak berpengaruh oleh
musim dan kualitaskuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.
2.4. Unit-Unit Pengolahan Air 1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai laut belawan yang berhulu di Kecamatan Pancur Batu dan melintasi kecamatan Sunggal Butir No. 4,
2006: 21. Untuk menampung air tersebut dibuatlah bendungan dengan panjang
panjang 25 m sesuai dengan lebar sungai dan tinggi 4 m. Pada sisi kanan bendungan , dibuat sekat channel berupa saluran penyadap lebarnya 2 m
dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air masuk ke intake.
Universitas Sumatera Utara
2. Intake Pemasukan Air Baku
Intake berfungsi untuk pengambilanpenyadapan air baku. Bangunan ini merupakan saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen saringan
kasar berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran besar dan fine screen saringan halus, berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran-
kotoran maupun sampah berukuran kecil terbawa arus sungai. Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air sluice gate dan
penggerak elektromotor. Pemeriksaan maupun pembersihan saringan dilakukan secara periodik untuk menjaga kestabilan jumlah air masuk.
3. Raw Water Tank RWT atau Tangki Air Baku
Raw water tank bak pengendap merupakan bangunan yang dibangun setelah intake yang terdiri dari 2 unit 4 sel. Setiap unit berdimensi 23.3 m x 20
m, tinggi 5 m yang dilengkapi dengan dua buah inlet gate, dua buah outlate gate, sluice gate dan pintu bilas 2 buah.
Raw water tank berfungsi sebagai tempat pengendapan partikel-partikel kasar dan lumpur yang terbawa dari sungai dengan sistem sedimentasi
pengendapan. Di Instalasi Pengolahan Air IPA Sunggal volume air baku pada 2 RWT memiliki ± 1.400 m
3
. Waktu pengendapan detention time untuk air baku yang akan diolah di RWT IPA Sunggal kurang dari 15 menit agar menghasilkan
air baku dengan turbidity yang lebih rendah.
4. Raw Water Pump RWP atau Pompa Air Baku
Raw Water Pump Pompa Air Baku berfungsi untuk memompakan air dari RWT ke clearator. RWP ini terdiri dari 16 unit pompa air baku. Kapasitas
Universitas Sumatera Utara
setiap pompa air baku. Kapasitas setiap pompa 110 l detik dengan rata-rata 18 m memakai motor AC nominal daya 75 KW. Pada Raw Water Pump RWP
dilakukan Prechlorination yang berfungsi mengoksidasi zat-zat organik, anorganik, dan mengendalikan pertumbuhan lumut alga juga menghilangkan
polutan-polutan lainny
5. Clearator atau Clarifier Proses Penjernihan Air
Bangunan Clearator terdiri dari 5 unit dengan kapasitas masing-masing 350 ldetik. Clearator berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang
bersifat sedimen dengan air bersih sebagai effluent hasil olahan. Hasil clearator dilengkapi dengan agitator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke
filter. Endapan flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat
ketebalannya secara otomatis.
Clearator ini terbuat dari beton berbentuk bulat dengan lantai kerucut yang dilengkapi sekat-sekat pemisah untuk proses-proses sebagai berikut:
1. Primary Reaction Zone 2. Secondary Reaction Zone
3. Return Reaction Zone 4. Clarification Reaction Zone
5. Concentrator.
6. Filter Penyaringan
Filter merupakan tempat berlangsungnya proses filtrasi, yaitu proses penyaringan flok – flok sangat kecil dan sangat ringan yang tidak bertahan lolos
dari clearator. Filter yang dipakai dengan pengolahan air di PDAM Tirtanadi
Universitas Sumatera Utara
Instalasi Sunggal adalah sistem penyaringan permukaan surface filter. Media filter tersebut berjumlah 32 unit yang prosesnya berlangsung secara paralel,
menggunakan jenis saringan cepat rapid sand filter berupa pasir silika dengan menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW. Filter ini berfungsi untuk
menyaring turbidity melalui pelekatan pada media filter. Dimensi tiap filter yaitu lebar 4,00 m, panjang 8,25 m, tinggi 6,25 m tinggi
permukaan air maksimum 5,05 m serta tebal media filter 114 cm, dengan susunan lapisan sebagi berikut :
1. Pasir kwarsa, diameter 0,50 mm – 1,50 mm dengan ketebalan 61 cm 2. Pasir kwarsa, diameter 1,80 mm – 2,00 mm dengan ketebalan 15 cm
3. Kerikil halus, diameter 4,75 mm – 6,30 mm dengan ketebalan 8 cm 4. Kerikil sedang, diameter 6,30 mm – 10,00 mm dengan ketebalan 7,5 cm
5. Kerikil sedang, diameter 10,00 mm – 20,00 mm dengan ketebalan 7,5 cm 6. Kerikil kasar, diameter 20,00 mm – 40,00 mm dengan ketebalan 15 cm
Dalam jangka waktu tertentu, permukaan filter akan tersumbat oleh flok yang masih tersisa dari proses. Pertambahan ketinggian permukaan air diatas
media filter sebanding dengan berlangsungnya penyumbatan clogging media filter oleh flok-flok. Selanjutnya dilakukan proses backwash, yaitu pencucian
media filter dengan menggunakan sistem aliran balik dengan menggunakan air yang di supply dari pompa reservoir. Proses ini bertujuan untuk mengoptimalkan
kembali fungsi filter. Banyaknya air yang dibutuhkan untuk backwash untuk satu buah filter adalah 200-300 m dan backwash dilakukan 1 x 24 – 72 jam, tergantung
pada lancar tidaknya penyaringan.
Universitas Sumatera Utara
7. Reservoir Tempat Menampung Air Bersih
Reservoir merupakan bangunan beton berdimensi 50 m x 40 m x 7 m yang berfungsi untuk menampung air minum air olahan setelah melewati media filter.
IPA Sunggal memiliki 2 buah reservoir R1 dan R2 dengan kapasitas total 12.000 m
3
.
Reservoir berfungsi untuk menampung air bersih yang telah disaring melalui filter dan juga berfungsi tempat penyaluran air ke pelanggan. Air yang
mengalir dari filter ke reservoir diinjeksikan klorin cair disebut postchlorination yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen. Sedangkan
penambahan larutan kapur jenuh bertujuan untuk menetralisasi pH air.
8. Finish Water Pump FWP atau Pemompaan Air Akhir
Finish Water Pump FWP Instalasi Pengolahan Air IPA Sunggal berjumlah 14 unit yang berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir
instalasi ke reservoir-reservoir distribusi cabang-cabang melalui pipa-pipa transmisi yang dibagi menjadi 5 jalur dengan kapasitas masing-masing 150
ldetik.
9. Sludge Lagoon Empang Lumpur
Air buangan limbah cair dari masing-masing unit pengolahan dialirkan ke lagoon untuk di daur ulang. Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman
dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan. Prinsip ini telah diterapkan sejak tahun 2002 di unit IPA Sunggal yaitu dengan membangun unit
pengendapan berupa Lagoon dengan kapasitas 10.800 m
3
.
Universitas Sumatera Utara
10. Monitoring System Sistem Pengawasan
Metode pegawasan selama proses pengolahan di masing-masing unit kondisi proses pengolahan dari ruang tertentu baik terhadap kuantitas, kualitas
maupun kontinuitas olahan. Fasilitas ini didesain sedemikian rupa sehingga dapat mempermudah pengawasan terhadap proses pengolahan air menurut standar dan
ketentuan yang berlaku.
2.3. Syarat - Syarat Air Minum